劉育銘 張志鵬 沙詩偉

1.北華大學(xué) 吉林省吉林市 132000 2.中汽研汽車檢驗中心（常州）有限公司 江蘇省常州市 213100

1 引言

隨著高級駕駛輔助系統(tǒng)在智能駕駛車輛上的應(yīng)用不斷增多，隨之而來的自動駕駛功能測試需求也在迅速增加。依據(jù)美國汽車工程師學(xué)會SAE（Society of Automotive Engineers，SAE）自動駕駛等級劃分規(guī)定，高級駕駛輔助系統(tǒng)處于具備預(yù)警類和輔助干預(yù)類功能的階段。目前對自動駕駛輔助系統(tǒng)進(jìn)行道路測試已經(jīng)成為必然要求，以保證L2級自動駕駛車輛的安全性與可靠性。

本文圍繞著自動駕駛轉(zhuǎn)向測試，通過對自動駕駛轉(zhuǎn)向的實車測試方案的研究，結(jié)合國內(nèi)外現(xiàn)狀及實際道路測試過程，提出方案構(gòu)建方法，為車企提供思路與參考。

2 國內(nèi)外現(xiàn)狀

近年來針對高級駕駛輔助系統(tǒng)，國內(nèi)外成立專項小組開展智能網(wǎng)聯(lián)汽車和自動駕駛車輛標(biāo)準(zhǔn)制定工作。中國的全國汽車標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會成立了智能網(wǎng)聯(lián)汽車分標(biāo)委，專門從事相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制定工作。UNECE 的WP.29于2018 年6 月成立“聯(lián)合國智能網(wǎng)聯(lián)法律工作組”。國際標(biāo)準(zhǔn)組織ISO 成立 TC22 和TC204，負(fù)責(zé)道路車輛和智能交通系統(tǒng)。

目前，國內(nèi)外已經(jīng)出臺了若干個相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，主要面向多類駕駛輔助系統(tǒng)，例如ISO 11270-2014，GB/T 39323-2020 等。但是，對于自動轉(zhuǎn)向功能測試還尚未有一個適用于符合我國的方案，并且自動轉(zhuǎn)向測試所涉及的場景與項目較多，仍需研究與發(fā)展。

3 測試方案定義與測試基本條件

3.1 功能定義

針對R79 所規(guī)定的2 級自動駕駛轉(zhuǎn)向(Automatically Commanded Steering Function, ACSF)的功能要求，表1 顯示了測試中用到的各功能定義。

表1 功能定義

3.2 測試條件

（1）測試道路：試驗應(yīng)在具有良好附著力的平坦、干燥的瀝青或混凝土表面上進(jìn)行。

（2）環(huán)境溫度：應(yīng)保持在0℃～45℃之間。

（3）車道標(biāo)識：車道標(biāo)識線應(yīng)清晰可見，可見度明顯，車道寬度3.5m。

（4）公差范圍：測試速度應(yīng)滿足±2 公里/小時的公差。

（5）車輛要求：測試過程中車重不得調(diào)整，車重和胎壓需符合規(guī)定。

（6）橫向加速度：測量確定重心位置，在測量橫向加速度時應(yīng)去除由于車身自身運動而產(chǎn)生的附加影響。（例如，彈簧產(chǎn)生的）

4 測試項目及要求

測試內(nèi)容主要包括轉(zhuǎn)向糾偏 (Corrective Steering Functions, CSF)、緊急轉(zhuǎn)向(Emergency Steering Functions, ESF)、A-C 類ACSF（Automatically Commanded Steering Function），如表2。

表2 測試內(nèi)容

4.1 轉(zhuǎn)向糾偏CSF 測試

轉(zhuǎn)向糾偏是在一定時間內(nèi)，通過判斷車上發(fā)出的信號，改變車輪的轉(zhuǎn)向角度，來補償車輛側(cè)向力的變化，糾正車道偏離。

（1）警告測試

車輛應(yīng)在車道兩側(cè)有車道標(biāo)記的道路上使用激活的CSF 駕駛。在測試過程中，記錄CSF 干預(yù)的持續(xù)時間以及光聲警告信號的持續(xù)時間。

（2）覆蓋力測試

車輛應(yīng)在車道兩側(cè)有車道標(biāo)記的道路上使用激活的CSF 駕駛。行駛時應(yīng)試圖使車輛離開車道并引起CSF 干預(yù)，駕駛員在方向盤上施加一個力，以改變CSF 干預(yù)。記錄駕駛員為解除干預(yù)而對轉(zhuǎn)向控制施加的力。

4.2 緊急轉(zhuǎn)向ESF 測試

緊急轉(zhuǎn)向功能是指車輛在行駛過程中在一定時間內(nèi)控制轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進(jìn)行車輛緊急轉(zhuǎn)向，來避免或減弱碰撞。

車輛應(yīng)在每一邊都有車道標(biāo)記的道路上駕駛，并定位在這些車道標(biāo)記內(nèi)。

（1）ESF a 型i/ii 測試:(非故意側(cè)移)：在相鄰車道行駛的目標(biāo)車輛應(yīng)接近被測車輛，其中一輛車應(yīng)將其橫向分離距離最小化，直到啟動ESF 干預(yù)，如圖1 所示。

圖1 ESF a 型i/ii 測試場景

（2）ESF a 型iii 測試:(故意側(cè)移)：當(dāng)另一輛車在相鄰車道行駛時，被測車輛開始變道，避免了ESF 系統(tǒng)的干預(yù)導(dǎo)致碰撞，如圖2 所示。

圖2 ESF a 型iii 測試場景

（3）ESF b 型測試:被測車輛應(yīng)接近位于其軌道內(nèi)的物體。物體的大小和位置應(yīng)使車輛能夠在不穿越車道標(biāo)志的情況下通過該物體，如圖3 所示。

圖3 ESF b 型測試場景

（4）在沒有車道標(biāo)志的情況下運行系統(tǒng)的測試：如果任何系統(tǒng)在沒有車道標(biāo)志的情況下工作，則需要在沒有車道標(biāo)志的測試軌道上重復(fù)進(jìn)行（1）-（3）的測試。

（5）ESF 對b 類誤反應(yīng)測試：被測車輛應(yīng)接近位于車輛軌跡上的車道標(biāo)記之間的一塊與路面顏色對比的塑料片，該塑料片厚度小于3 毫米，寬度為0.8 米，長度為2 米。塑料片的放置方式應(yīng)使車輛能夠在不穿越車道標(biāo)志的情況下通過塑料片。

4.3 A 類ACSF

A 類ACSF 功能是指在速度不超過10km/h 的情況下輔助駕駛員在低速或泊車時使用的系統(tǒng)。

（1）系統(tǒng)只能在10km/h（+2km/h公差）的速度下使用。

（2）只有在駕駛員主動操作后，并且滿足運行條件，系統(tǒng)才能激活。并且系統(tǒng)能夠隨時被駕駛員關(guān)閉。

（3） 對 于RCP（Remote Controlled Parking,遙控泊車），至少應(yīng)在遠(yuǎn)程控制設(shè)備上提供光學(xué)警示信號用以警示駕駛員。

遠(yuǎn)程遙控泊車如圖4 所示，泊車過程需要駕駛員持續(xù)操作遙控裝置，如果連續(xù)操作中斷或車輛與遙控設(shè)備之間距離超過規(guī)定的最大RCP 操作范圍，或者遙控器與車輛之間信號丟失，則車輛應(yīng)剎停。RCP 的最大操作距離不能超過6m。停車狀態(tài)時，應(yīng)保證車輛不溜車。

圖4 遠(yuǎn)程遙控泊車

4.4 B1 類ACSF

B1 類 ACSF 功能由駕駛員開啟，使車輛保持在設(shè)定的車道內(nèi)行駛。

（1）最大橫向加速度要求：如表3 和表4 所示為車輛轉(zhuǎn)彎時的最大橫向加速度范圍。車輛在轉(zhuǎn)彎的工況下，要求最大橫向加速度在0.5s 內(nèi)的平均變化率不超過5m/s。

表3 適用于M1、N1 類車輛轉(zhuǎn)彎時的最大橫下加速度范圍

表4 適用于M2、M3、N2、N3 類車輛轉(zhuǎn)彎時的最大橫下加速度范圍

（2）覆蓋力要求：超越系統(tǒng)提供的方向控制所需的轉(zhuǎn)向控制力不得超過50N，且車輛必須在沒有駕駛員對轉(zhuǎn)向控制裝置施加任何力(例如把手從轉(zhuǎn)向控制裝置上移開)的情況下，以恒定速度行駛在每一邊都有行車標(biāo)志的彎曲軌道上。

圖5 彎道車道保持示意圖

表5 車道保持測試設(shè)計

表6 最大側(cè)向加速度測試設(shè)計

（3）覆蓋力測試：測試流程與車道保持測試流程類似，彎道行駛的最大側(cè)向加速度應(yīng)在表3 和表4 規(guī)定的80%-90%之間，覆蓋力測試設(shè)計如表7 所示。車輛行駛時，駕駛員在方向盤上施加一個力，以超過系統(tǒng)干預(yù)并離開車道，記錄駕駛員在操縱過程中對方向盤施加的力。

表7 覆蓋力測試設(shè)計

4.5 C 類ACSF 測試

C 類ACSF 是由駕駛員激活，并沿著駕駛員指定方向進(jìn)行橫向移動（如：換道）的系統(tǒng)。

（3）覆蓋力測試：測試流程與變道測試一致，駕駛?cè)丝刂栖囕v保持直線行駛。記錄駕駛員在在超越控制中對方向盤施加的力。測試結(jié)束后，車輛沿相反方向變道，重復(fù)進(jìn)行測試。

（4）傳感器性能測試:測試流程與變道測試一致，采用DGPS 的方法，測量主車尾端與目標(biāo)車前端的距離，并記錄車輛探測到后方來車時的兩車距離。

（5）傳感器失效測試：測試流程與變道測試一致，對被測車輛后方傳感器進(jìn)行遮擋。

5 結(jié)論

本文分析了當(dāng)前有關(guān)自動駕駛測試標(biāo)準(zhǔn)國內(nèi)外現(xiàn)狀，對自動轉(zhuǎn)向功能測試所需的各個測試項目做出了制定，提出了較為全面的方案。

在設(shè)計測試方案或制定標(biāo)準(zhǔn)時，應(yīng)考慮國內(nèi)多方面因素。我國應(yīng)實時跟進(jìn)新技術(shù)進(jìn)展和國際標(biāo)準(zhǔn)動態(tài)，結(jié)合國內(nèi)技術(shù)發(fā)展水平，同時，在制定自動轉(zhuǎn)向測試標(biāo)準(zhǔn)時，以中國路試測試數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，不斷通過驗證來完善測試標(biāo)準(zhǔn)。

通過對自動駕駛車輛進(jìn)行自動轉(zhuǎn)向功能測試方案的制定與未來測試的建議，有利于促進(jìn)我國對智能駕駛車輛自動轉(zhuǎn)向功能測試方案的制定，并加快更符合我國復(fù)雜狀況的自動轉(zhuǎn)向測試標(biāo)準(zhǔn)的出臺。